FAN4810工作于前沿平均電流、電流連續(CCM)升電壓輸出工作模式,內部的三重安全檢測技術可使電路免受由于某個電路元器件的損壞而使電路處于不正常工作狀態;柵極輸出驅動能力高達1A,因而無須外接功率MOSFET驅動電路;低功耗特性改進了電路的工作效率,并降低了元器件的損耗。FAN4810還具有峰值電流限制功能,利用內部的交流輸入電壓過低保護和輸出過電壓保護電路,在輸出負載突變的情況下通過內部的過電壓比較器可以關斷PFC電路的工作,輸出時鐘信號可用于同步下級PWM電路,以降低電路工作躁聲。FAN4810的引腳圖如圖2所示,其工作原理框圖如圖3所示,FAN4810引腳功能如表2所示。

圖2? FAN4810引腳圖

圖3? 工作原理框圖

3 采用FAN4810的500W/PFC設計
下面介紹采用FAN4810的500W功率因數校正電路設計的有關方法,電路工作原理圖如圖4所示,該500W輸出電路的PFC輸出電壓為400VDC,輸出電流為1.25A,交流輸入市電電壓適應范圍為90~264VAC。

圖4? 采用FAN4810的500W有源功率因數校正電路的電路原理圖
①? 500W/PFC電路技術指標
輸出功率:500W
VMIN=80VAC(RMS)
VMAX=264VAC(RMS)
工作效率η=0.93
VO=400VDC
VO-MIN=300VDC
開關工作頻率fs=100kHz
保持時間THDL=20ms
THD(總諧波失真)=5%
dI紋波=20%紋波電流
交流輸入市電頻率=60Hz
② 功率回路元器件的選擇
FAN4810可用于任何工作于電流連續導通工作模式(CCM)下的PFC應用場合,可以滿足IEC 3000-3-2的有關技術要求,下面介紹有關功率回路元器件(升電壓電感、輸出電容和有關功率開關器件)的計算方法。
● 升電壓輸出電感參數的計算
FAN4810工作于電流連續導通工作模式(CCM)以降低峰值電流和提高可用的輸出功率。升電壓輸出電感參數與電流變化、高頻電流的峰峰值有關,電流變化??應在最大電源市電輸入電流峰值的20%以內。
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(9)
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式中,I_LINE_PK表示在電源市電供電電壓低時的輸入峰值電流;VMIN表示電源市電供電電壓低時的有效電壓值;PO表示輸出功率;η表示工作效率;參數I_LINE_PK將決定ΔI的取值;I_LMAX表示通過PFC電感的最大電流值;dI表示指定的電流變化百分比。
影響輸出升電壓輸出電感參數選取的其他因素是占空比D和開關工作頻率fs,占空比D的計算見公式(11),電感L參數計算見公式(12):
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● 濾波電容參數的選取
影響濾波電容參數選取的主要因素是保持時間(Thld),是指在電源供電斷開后電源輸出指標仍在指定范圍內的時間。供電斷開后,下級變換器的供電仍由濾波電容所存儲的電能Jthd供電,在保持時間內濾波電容上的電壓逐步下降。
● 功率元器件的選擇
升電壓輸出二極管D1和PFC功率開關管Q1可以根據500V的額定值或大于400V的PFC輸出直流電壓的原則選擇。I_LMAX_PK=10.45A也是升電壓輸出二極管D1和PFC功率開關管Q1的峰值電流,具體的型號選取和PFC電路的應用環境有關,例如,PFC電路的價位、通風情況、散熱器的尺寸等因素有關。
PFC電路應用要點
電路工作原理如圖4所示,通過電阻R13、R14對電容C15的充電,FAN4810的啟動過程就開始了。PFC開關管通過輸出升電壓電感L1對電容C5充電至400V,L1的輔助繞組通過D3、D4、C12和C16的整流濾波作用使FAN4810的VCC引腳得到+15V的穩定供電電壓。為了使電路穩定工作,需在FAN4810的VCC和VREF引腳加接高頻旁路電容,最好使用低等效串聯電阻(ESR)的瓷片電容或薄膜電容。在輸出升電壓功率開關管Q1導通前,應確保通過二極管D2快速的將電容C5充電至交流峰值電壓,以確保PFC電路的啟動。電容C5上的直流電壓值應確保大于輸入的交流輸入市電電壓的峰值電壓。Q4、R16和C20組成軟啟動電路,誤差放大器的輸出電壓VEAO通過Q4為電容C20充電,一旦電容C20上的電壓被充到VREF,Q4關斷,PFC電路的脈沖占空比正比于電壓VREF。當VREF=0時,PFC電路的脈沖占空比為0。
采用FAN4810的500W有源功率因數校正電路的電路原理如圖4所示,電路工作效率和THD與輸出功率的特性曲線如圖5所示,經功率因數校正后輸入的交流市電電流波形如圖6所示。

圖5? 工作效率和THD與輸出功率的特性曲線

圖6? 經功率因數校正后輸入的交流市電電流波形
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